出道即巅峰？小米人形机器人恐怕还要再磨一磨
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2018年，本田汽车公司宣布停止研发阿西莫项目，年过18岁的阿西莫（ASIMO）人形机器人被定格在了这一年的夏天。
01
CyberOne亮相登场消费市场“一触即发”
正当大家都在翘首以盼马斯克的人形机器人“Optimus（擎天柱）”时，小米“出其不意”地截胡了。
8月11日晚，雷军在年度个人演讲上，给全网观众制造了一个“惊喜”:
小米旗下首款自研全尺寸人形仿生机器人CyberOne 正式亮相。
177cm的身高，52kg的体重，随着这位名叫“铁大”的人形机器人缓缓走进镜头，网友的呼声也愈发高涨起来：
“坐等以后机器人烧饭做菜打扫卫生。”
“未来可能像机器人管家一样了，老年人护理、残疾人的助手，都有可能用上。”
“也许以后的防爆、排雷的危险场景就可以派上机器人。”
与过往产品发布不同的是，在铁大出场后，市场端便已替小米预设好了日后的应用场景。
仅是一个原型机，消费者便激动不已。
但这片看似无需深度培育、风光无限的市场，真的能如用户所想的那样美好吗？
难。
一位研究人形机器人超过15年的技术专家告诉高工移动机器人，当前产品的0-1根本就还没解决。
02
无法量产的人形机器人还有三座大山要跨越
作为Cyber家族的又一力作，小米表示铁大已基本实现运动姿态平衡、人机交互、情绪感知及三维空间的感知。
对于铁大的打造，小米集团表示，相比于2020年发布的四足机器人“铁蛋”，这次人形机器人采用的是更高性能的电机。
步速每小时3.6km，负载1.5公斤重物。
针对小负载及无表情的特殊打造，小米官方表示，铁大上肢关节采用的是1Nm级灵敏度电流环力控，下肢关节最大模组峰值扭矩为300N·m。为了打造出具备情绪感知和现实空间感知能力的大脑，铁大的脸部采用的是2D弯曲OLED屏幕，搭载双麦克风识音系统、AI交互相机和自研Mi Sense视觉空间系统。
如果说产品的价格与其制造难度成正相关的话，那么铁大身上每一个零部件，都是小米一笔额度不小的账单。
因此也就有了每台造价60-70万人民币，铁大当前未能量产的官方说法。
但对于“无法量产”这一说法，机器人业内却有另一番看法：
“小米人形机器人的原型机，从技术含量来看，其实根本比不上20年前的阿西莫。”
究竟是不能量产？还是没必要现在量产？在高工移动机器人的求证下，业内专家给出了如下解释：
1.只能存活于实验室：就行走问题便已难住众多公司
如果没有研究透人体的运动生理学、人体的机能，人形机器人只会是空中楼阁。
就以人的上下肢两部分为例，当前机械手臂代替的是人体上肢运动，AGV、AMR等移动机器人代替的是下肢运动。
当前人形机器人的难点主要集中在下肢，尤其是在下肢运动时，能否保持全身的稳定性。由于下肢对力量要求、稳定性要求、肢体动作的连贯性要求更高，这就导致目前下肢运动的研发只能是缓慢探索。
从这次小米发布的人形机器人来看，3.6km/h的步速就已经证明了连贯且平稳行走的难度。
每小时3.6km的步速，明显慢于成年人4~5km/h，就连老年人的平均步速都跟不上，更别说老年人护理这一应用场景。
当前，大众看到的人形机器人多是在室内行走，但是一旦放到户外，路面崎岖不平、上下楼梯、上下坡等各种复杂路面状况，人形机器人就未必能行走自如。
2.未解之谜：关节扭矩根本做不到人体水平
为什么说小米机器人量产难度很高？
刨除成本造价因素，还有就是当前关节驱动器的扭矩密度和功率密度，根本无法达到人形机器人的要求。
“在硬件层面上，要做到与人类关节同等的扭矩密度，现在几乎实现不了。但个中的差距问题，究竟是一个关于学术理论的问题，还是一个涉及工程制造的问题，当前在学术界和工业级都没有对此达成一个共识。”
就目前减速机和伺服电机水平而言，是难以达到人类关节的水平。
以减速机为例，谐波减速机重量轻但扭矩有限，RV减速机虽然扭矩大但是重量大体积也大。行星减速机同样难以抉择，单极行星减速机扭矩不够，双极行星减速机体积太大。
因此，从实际应用来看，除非在未来出现全新的减速机和电机产品形态，否则以现阶段的工业水平，人形机器人根本无法获得与人类同水平的关节模组。
或许对于人形机器人来说，需要的是一个重新定义产品形态的“乔布斯”，才能革新整个产业链。
3.如何融入人类的世界：抓取能力和力感知能力亟待加强
在相当长的一段时间，业内流传着这么一个玩笑：根本不需要担心人形机器人的安全与否，只要你关上门，人形机器人便被“拦在门外”。
不是无法抓取到门把锁，便是用力过猛把自己绊倒。而这样的实验场景，也正好映射出人形机器人的抓取与力感知能力的不足。
正如我们周围的世界，无论是户外道路、台阶，还是室内柜子、门等等一切的环境机物体，都是围绕人体工程学和人体力学而设计的。人形机器人要实现种种功能和应用，如何融合一个非结构化的世界，便是首要面对的问题。
还是从日常的行走场景来说，没有力感知的人形机器人，一旦在行走过程中踩到某一颗小石子，就无法控制力度，而这样的后果，便是一个跟头摔下去，多个关节碎裂一地。
缺乏力感知的人形机器人，就等同于一个婴儿。但由于力感知元器件价格高、易损坏以及维修成本高，当前众多人形机器人厂商都经不起这样的“折腾”。
毕竟一个摔跤，十几万的代价，不是谁都经得起。
03
烧钱的竞逐赛：小米集团允许雷军烧多少钱？
一个有趣的细节，当小米宣布要造车时，10年100亿美元是集团诚意拳拳的表现。
但当涉及人形机器人的研发投入金额，雷军在发布会上并无过多提及。
一边是单个原型机成本高达60-70万人民币的人形机器人，一边是2024年便要迈入第一阵营的智能汽车，面对“多点开花”的小米集团，不禁让人暗生疑惑：
在这条仍需长久爬坡的道路上，小米的人形机器人究竟能走多远？
追古溯今，小米不是第一个豪言进军人形机器人赛道的公司，也绝不会是最后一个。
要估摸出小米人形机器人的发展路径，大致的脉络或许从日本本田公司所研发的阿西莫及软银集团所推出的Pepper机器人中能窥知一二。
● 阿西莫向左，软银Pepper向右
2000年11月20日，日本本田汽车公司在深入研究了人体生理学后，推出了一款新型的双足步行机器人，而这也正是被大众称为“无法超越的经典”——阿西莫。
顺畅无阻地上下楼梯、自由地踢足球、连贯地鼓掌和握手、洞察身边的环境和周围人的情绪、游玩迪士尼等等，阿西莫的“聪明程度”似乎丝毫不亚于普通大众。
而阿西莫的受欢迎程度，更是在2014年以机器人的角色接待外国总统之后推向了高潮。
在随后的几年里，阿西莫已凛然成为了日本当红“明星”，无数粉丝为其打Call和过生日。而阿西莫在开启了一场又一场的全球巡演后，知名度和影响度都愈发扩大。
正当本田公司的阿西莫渐入人心之时，软银集团在2014年也顺势推出了人形机器人Pepper。
但与阿西莫不同的是，Pepper是一款身挂显示屏、以足轮替代双腿行走的人形机器人。在2015年2月，Pepper便开始线上限量发售。
尽管Pepper并没有阿西莫这般的智能和聪明，甚至也不会做饭和做家务，但这位“像朋友一样长期陪伴”的人形机器人，在上线之后便一抢而空。
打开日本市场之后，软银便迅速把目光瞄向了中国市场。
2018年，软银与海尔共同宣布将以战略合作的方式，把Pepper引进中国市场。
但令人惋惜的是，无论是圈粉无数的阿西莫，亦或是上线便售罄的软银Pepper，最终都陷入了研发终止、项目停产的窘境。
究其原因，都与连年累月的高成本负荷息息相关。但如若细细对比阿西莫与Pepper所走的路线，其实两家企业大为不同：
(1)产品定位不同：
在产品方面，阿西莫更侧重关节的灵活度，采用当时先进的预测运动控制功能，和布满肢体的压力传感器，实现更贴近于人类的运动形态。在后续迭代的新版本中，阿西莫则增加了收集并分析周围环境的功能，并通过人工智能等多项新兴技术，培育阿西莫的感知－分析－决策能力。
在另一端，Pepper的产品打造则更倾向于软件层面。如以开源的软件平台，让用户自由添加功能，如日常的生活提醒、闲暇的唠嗑聊天、玩游戏跳舞等，Pepper都能出色地完成。
在“拟人化”的打造上，Pepper则集中在情感互动上，因此Pepper的杀手锏是其“亲和力和共情能力”。据了解，Pepper会在倾听或者聊天时实时表达自身的情绪，例如感动的时候，Pepper的眼睛便会转为天蓝色。但类似一些复杂的肢体活动，Pepper是无法做到的。
(2)商业模式不同：
阿西莫从诞生之初，便是以科技感、大而全的功能著称，因此本田为了研发出一款无限贴近人类活动的人形机器人，不惜耗费巨额资金。据公开资料显示，阿西莫的成本均价高达300万～400万美元。
在商业化落地方面，据资料显示，阿西莫一度尝试过向IBM等知名企业实行租赁销售的形式，无奈售价过高，市场反响平平。而在后续相当长的时间里，项目的资金来源都以政府资助和集团拨款为主。
作为后来者的软银Pepper，则选择更亲民的平价路线。以19.8万日元（约为1790美元）的低价迅速铺量。一方面，Pepper以限量发售的形式引起了大众的猎奇，另一方面，软银开始广泛铺设线下零售商店，使得Perpper“无处不在”。
但直面终端用户的软银Pepper，也同样面临资金周转的问题。当产品迭代跟不上用户需求变化之时，最显著的变化就是销量节节下滑。最终软银以亏损超 1 亿欧元的“成绩”宣布停产。
● 小米的全场景科技生态仍需酝酿
毫无疑问，对于雷军来说，错过90年代初第一波互联网浪潮的惨痛经历，也让他更加乐观面对每一次科技革命所带来的新机遇。
尽管前面已有本田阿西莫和软银Pepper的生动案例，但从小米集团现有的业务来看，打造出涵盖社交、出行、居家的全场景生态闭环更为重要。
基于此，也就不难明白为何小米毅然决然进军人形机器人新赛道。
只是，有用户有流量有产品矩阵的互联网打法，恐怕未必适用于智能制造。
04
资本助力？互联网逻辑并不能套用在工业制造
从今年年初开始，互联网、消费领域原有的资本都在竞相进入机器人赛道。
但在走访的过程中，多家移动机器人企业向高工移动机器人表露到，互联网和消费资本的注入，并非是一件好事。
因为他们根本不了解工业制造的周期，也没有足够的耐心与制造企业共同成长。
“回看共享单车、各大叫车软件的巨头对决，当风口来临之时，前期必定对经历野蛮生长的阶段。但是互联网把其他赛道的风气都带偏了，不是所有行业都会像互联网一样，快速投入快速收成，三五年就可以迎接市场爆发、企业上市这一逻辑在工业制造根本行不通。”
“资本能推动的市场，应是在技术层面上已被解决的，但显然人形机器人仍存有若干个尚待攻克的技术难点。”
与资本市场的潮起潮落不同的是，业内对于人形机器人的发展进度多持以谨慎态度对待。
从机器人自身的赛道来说，一众躬身入局的机器人企业都希望能诞生出新的机遇点，以续写机器人的千亿故事。
但回顾人形机器人的发展历程，一个多世纪过去了，技术突破仍在缓慢进行。
从1927美国西屋工程师锻造出雏形之后，再到30年代进化成能够简单完成指定动作，再到1963年NASA研制出可模拟数十种人类动作的人形机器人，及1986年日本本田汽车公司正式宣布启动人形机器人项目，再到如今的特斯拉、戴森、小鹏汽车、蔚来汽车、小米集团纷纷跨界进军人形机器人领域。
似乎已走过了一个世纪长河的人形机器人，并没有在资本的涌动之下大力出奇迹。
相反，屡屡出现的却是类似阿西莫与软银Pepper因市场需求不达预期而战略放弃业务板块的历史性一幕。
05
未知的前路：是一步到位的量产？还是选择折中方案？
既然当前新一代人形机器人的成功量产概率微乎其微，那么有没有一种可能在商业化落地与技术攻克之间，选择一个折中的方案。
也就是说人形机器人终极形态可以是走进千家万户的高科技感智能形态，但在中间过渡阶段，人形机器人未必就要走一步到位的路线图。
可以是渐进式的前进，也可以是迂回式的上升。
据高工移动机器人研究发现，当前MIT麻省理工学院、丰田都已经在尝试不同形态的人形机器人。
1.麻省理工学院：以人机融合实现灵活操作
近年来，麻省理工学院仿生机器人实验室正在聚焦新一代的人机融合仿生机器人。据了解，该款机器人名叫HERMES，可用于工业、航天航空、紧急救援等多种场景。
但不同于自主行动的人形机器人，HERMES需要技术人员身戴传感装置进行实时操作，而机器人通过力反馈模式和系统传输后，便可精准灵活地完成一系列高难度动作。哪怕是在意外跌倒的情况下，技术人员也可以在实时接收到讯息后立即做成反应，以弥补机器人在敏锐感应和柔性反应方面的不足。
2.丰田T-HR3：5G远程操控机器人
区别于麻省理工学院的HERMES 有线操作，在2017年丰田也相继推出了类似的人机融合仿生机器人，但在操控系统上，丰田选了应用场景更广泛的无线5G远程遥控。
据了解，在丰田T-HR3仿生机器人的每个关节上都配有传感器，基本实现了同步操作人员动作的功能。而在5G的加持下，丰田T-HR3仿生机器人更是可以自如进入“无人区”，以更灵活的姿态实现更高难度级别的救援和复杂场景应用。
毋庸置疑，在全球巨头加速布局人形机器人的形势之下，小米CyberOne的面世，点燃了大众对国产人形机器人的希望。
一个全能型的家庭服务机器人+特种机器人，或许让用户买单的，不仅是小米的情怀，更是关于未来科技生活的美好畅想。
而这趟布满荆棘、惊喜与汗水同存的艰辛历程，也将会有源源不断的产业链上下游企业加速参与。
风起了，人形机器人的航道注定要被改写。
采访嘉宾介绍
向馗
武汉理工大学机器人工程系教授，专注于穿戴式机器人设计控制；
无锡智动力CTO，无锡智动力公司致力于为服务机器人和传统工业场景，提供一体化、大扭矩的动力单元。
卢瀚宸
高工机器人产业研究所所长
点
“阅读原文”报名参加2022第七届中国沈阳国际机器人大会